【NLP】GPT GPT-2 GPT-3语言模型_gpt是encoder

一、GPT简介

我们说BERT是Transformer的encoder，那么GPT就是Transformer的decoder。GPT全称为Generative Pre-Training。

参数量对比：ELMO-94M、BERT-340M、GPT-2-1542M（大规模）、GPT-3-175B（超大规模）

二、GPT基本原理

GPT的原理并不复杂，首我们知道它是基于Transformer的decoder结构。
首先，通过自注意力机制，去计算词嵌入之间的attention，然后做weighted-sum，再经过全连接层等，最终得到输出结果。注意：因为这里是Transformer的decoder，所以是masked-attention，每个输入只能看得到前面的词。

后面同理，以此类推：

三、GPT

Improving Language Understanding by Generative Pre-Training

1 训练目标

无监督预训练
给前面一段话，预测之后的词，采用最大似然的方式作为目标：

BERT没有用这种标准的语言模型目标，而是采用的完形填空作为目标，所以说GPT的训练目标更困难。

有监督微调

最终目标
结合上面两种目标进行训练能得到更好的效果：

2 微调的不同任务

• Classification：对序列进行分类，属于多分类问题
• Entailment：蕴含，给出前提和假设，判断是否成立/无关，属于三分类问题
• Similarity：判断两段文字是否相似，需要将两段进行交换区再进行判断（对称性），属于二分类问题
• Multiple Choice：多选问题，对每个问题都输出一个值，得到多选题的答案

四、GPT-2

Language Models are Unsupervised Multitask Learners
用了新的数据集进行训练：百万级别的文本。同时模型规模也变大很多，参数量变为15亿（BERT_LARGE参数量3.4亿）。规模变大这么多的情况下，作者发现和BERT相比优势不大，所以选择了另一个观点作为切入点——Zero-shot（简单来说就是，训练好一个模型，在任何一个场景都能直接使用，泛化性很好）。
李沐老师在这里说了一点对科研的想法：如果GPT-2仅仅是在GPT的基础上变大，效果更好，那就是做一个工程的感觉，这篇文章会不太有意思。但是如果说换一个角度思考，去做一个更困难的问题，虽然效果有上有下，但这样新意度一下子就上来了！做科研不要一条路走到黑，要灵活思考，从新角度看问题。
作者设计了如下四种规模的模型：

GPT-2的架构非常非常大，参数量也非常多。非常神奇的事情发生了，GPT-2在完全没有训练数据的情况下，做到reading comprehension、summarization、translation这些任务！BERT是需要数据训练才能做到。

五、GPT-3

训练了一个175亿参数的GPT-3模型，做下游任务的时候，GPT-3不做梯度更新和微调。GPT-3的架构和GPT-2相同，其改进是将Sparse Transformer中的东西应用了过来。
下面这幅图解释了如何将GPT-3理解为meta learning，模型学习了很多不同的任务，可以类比成元学习的过程，因此具有更好的泛化性。

在评估GPT-3的时候，采用了三种方式：

• few-shot learning
  

• one-shot learning：在具体任务上，会给模型一个例子，但是并不训练！不更新梯度！只完成前向传播！期望通过注意力机制处理长句子，并从中抽取有用的信息。
  

• zero-shot learning
  
  作者也介绍了fine-tuning的过程，但是GPT-3应用在具体任务上时并不使用fine-tuning和梯度更新。
  
  作者设计了8种不同规模的模型：
  
  模型的计算复杂度与层数（深度）成线性关系，与宽度成平方关系。

GPT-3有如下一些局限性：

• 很难生成非常长的文本
• 采用的decoder，所以只能向前面看
• 很均匀地区预测词，没有侧重点
• 没有见过视频、图像或者物理层面交互
• 样本有效性不够，用了太大规模的数据
• 到底是学到的知识，还是从之前的“记忆”里提取相关内容
• 计算量非常大
• 可解释性不强

六、落地应用

现在有很多这样基于Transformer的网站，能做到续写故事、生成对话、生成代码等等神器的事情。在google中输入talktotransformer能搜到很多类似的网站，下面举一个例子。